Что такое руль в машине
Автомобильный руль: удивительные факты, которые вы не знали
Рулевое колесо, в отличие от прочих элементов рулевого управления, находится в непосредственном контакте с водителем. Требования, предъявляемые к нему, затрагивают как функциональную сторону, так и эстетическую. Так какой же руль лучше?
Привычный, круглый руль, пришедший на смену рычагам управления, появился в конце девятнадцатого века. Он, как показала практика, оказался наиболее эффективным средством для передачи мускульной силы человека к колесам автомобиля с целью изменения направления движения. Неудивительно поэтому, что через каких-то десять лет сомнений по этому вопросу ни у кого из автопроизводителей не осталось. Примитивная поначалу металлическая или деревянная «баранка» постепенно совершенствовалась и к сегодняшнему дню достигла статуса сложного многофункционального устройства.
Bugatti 57SC Atlantic
Прежде всего, руль призван обеспечить простоту и удобство управления. И как следствие — безопасность пассажиров. Вот почему стоит обращать внимание на диаметр рулевого колеса и на сечение его обода. Правда, сейчас размер «штурвала» не столь важен. С тех пор, как в 30‑е годы прошлого столетия появился усилитель рулевого управления, диаметр руля стал постепенно уменьшаться, вплотную приблизившись к «игрушечным» показателям.
Edsel, 1950 г.
С миниатюрным рулем машина становится «острее» при скоростных маневрах, требуя меньше вращательных движений. Однако, слишком маленькое рулевое колесо неудобно в пользовании, особенно на парковке. И усилие на нем, несмотря на помощь усилителя, довольно высоко. Плюс к тому в маленьком руле трудно размещать подушку безопасности, которая появилась в 1972 году и стала атрибутом почти всех (даже бюджетных) автомобилей. Вот поэтому у современных машин используются рули примерно одного («плюс-минус») компромиссно-оптимального диаметра.
Chevrolet Project X
Что касается сечения обода рулевого колеса, то в процессе эволюции данный показатель у большинства тоже приблизился к «золотой середине» в 30‑40 мм. Такой руль действительно гораздо лучше лежит в руках, чем, например, тонкий скользкий кругляк вазовской «копейки». Не говоря о штурвалах еще более пожилых автомобилей. Кстати, материал, из которого выполнен обод, тоже имеет существенное значение. Слов нет, рули из полированных дерева или кости смотрелись изыскано и богато, но удержать их в объятиях было сложно. Скользкие обода канули в лету, уступив место гораздо более практичным и удобным полиуретановым и кожаным рулям. Однако в качестве компромисса и с целью подчеркнуть благородство автомобиля, порой используются комбинированные рули, скажем, кожаные с деревянными вставками. Или замшевые. Если кожаный руль выполнен с перфорацией, руки потеют значительно меньше. А вот замша хороша во всем, кроме практичности: уж очень быстро пачкается.
Maserati Boomerang
Некоторые из «баранок» в верхней части, на 10 часов и на 2 часа, снабжены специальными приливами, которые оптимизируют хват и косвенно определяют правильное положение рук на руле. Правда, когда инженерам изменяет чувство меры, приливы на руле получаются чересчур большими и, соответственно, неудобными.
Nissan Cima
Отдельная тема — рулевые спицы. В экспериментах с их количеством автопроизводители доходили до крайностей. Примерами тому могут служить рули французкой фирмы Ситроен — односпицевый руль фантомасовского ДС или бесспицевый концепта Осмос. А японцы, со своим «Субару» ХТ, удивили асимметричным двухспицевым рулем-пистолетом. Оригинальность оригинальностью, но практичность берет свое. Сейчас подавляющее большинство машин оснащены трех- или четырехспицевыми рулями. Два этих «типоразмера» наилучшим образом подходят под нужды водителя. А что до формы и расположения спиц, это дело индивидуальное. Скажем, некоторые любят расслабиться на трассе, держась одной рукой за нижнюю часть «бублика», что возможно при четырехспицевом варианте и невозможно при трехспицевом. Кстати, в 20‑30 годах прошлого века в фаворе у водителей тоже было три или четыре спицы, что определялось технологией. Причем, у штурвалов дорогих автомобилей, для гашения вибраций, они делались составными из 4‑5 раздельных металлических «нитей».
Subaru XT 
ВАЗ-2101
С развитием автомобилизации руль стал превращаться в многофункциональное устройство. И если прежде на ступице руля можно было встретить лишь несколько кнопок управления автоматической коробкой передач, как например у Эдсел 50‑го года, то впоследствии началась кнопочная «вакханалия», как у Лянча Медуза. Более того, предлагался вариант, при котором центр рулевого колеса был вообще превращен в щиток приборов (концепт Мазератти Бумеранг). В конце концов, разум взял верх. Сверхсложные рули, представляющие собой мощный информационно — вычислительный комплекс, стали уделом болидов гоночных серий, типа Формулы 1. А в быту снова нашелся компромисс. Кнопки на руле современных автомобилей, отвечающие за музыку, климат, телефон, борткомпьютер, дорожные «асситенты» и пр., обосновались на верхних спицах и (или) на дополнительных секциях чуть ниже.
Lancia Medusa 
Bentley Arnage
С месторасположением каждой конкретной кнопки со временем можно сжиться, а вот к их форме приноровиться сложнее. Очень удобно, когда кнопки имеют индивидуальные отличия друг от друга — по размеру, стилистике, принципу качания-нажимания… Тогда их легко распознать на ощупь, не отвлекаясь от управления. Зачастую, на обратной стороне спиц у машин с автоматической трансмиссией находятся клавиши или «лепестки» переключения передач в ручном режиме. Насколько вообще востребован данный режим это вопрос, но в принципе данный вид «переключалок» довольно удобен. Особенно «лепестковый».
Ford Interceptor 
Cadillac Escalade
Еще удобство манипуляций с рулевым колесом обусловлено углом его наклона. «Игра» этим параметром доступна в большинстве современных автомобилей. А вот такая «вкусность» как подогрев руля пока еще не стала повседневной нормой. Хотя пользу от этой опции в зимнюю стужу трудно переоценить.
Mitsubishi Pajero Sport 
Citroen C4 Picasso 
Kia Optima
Было бы странно, если бы руль развивался только технически и не удостоился внимания со стороны дизайнеров. Тон в этом вопросе задает форма. Как ни крути, она остается круглой. Было немало попыток внедрить в жизнь овальные или оквадраченные модели, а так же самолетные штурвалы и джойстики. Но дерзкие решения не прижились. Зато вошло в моду рулевое колесо с усеченной нижней частью. И это оправдано не столько с эстетической точки зрения, сколько с практической. Особенно для тесных автомобилей, где подобная конфигурация помогает разжиться дополнительными сантиметрами пространства. Но поскольку тесно преимущественно в спортивных автомобилях, усеченный руль стал модным ориентиром для остальных.
Citroen Osmose 
Audi R8
А вообще, вариантов оформления, разумеется, множество. В основном культивируются два направления: эксклюзивность и спортивность. Для первого свойственны четырехспицевость, обилие кнопок, отделка благородными материалами. Для второго — трехспицевость, кнопочный минимализм, карбоновые вставки, контрастные прострочки. «Баранки» большинства бюджетных моделей в той или иной степени тяготеют к обозначенным тенденциям. Хотя, конечно, среднестатистический водитель больше предпочитает комфорт.
Mercedes AMG GT
В любом случае, руль очень значимое устройство, которое всегда перед глазами и все время в руках, поэтому очень важно найти именно свой персональный вариант.
Рулевое колесо
Руль используется в большинстве современных наземных транспортных средствах, включая все автомобили массового производства, лёгкие и тяжёлые грузовики. Рулевое колесо — часть системы управления, на которую непосредственно воздействует водитель; вся остальная часть системы реагирует на подобные водителю входные воздействия. Это может быть прямой механический контакт как в механизме с шариковой гайкой или с шестернями реечной передачи, без или с помощью гидроусилителя или как в автомобилях современного производства с помощью компьютерных приводов, известных как рулевое управление с электроусилителем. С введением в Соединённых штатах федерального транспортного регулирования в 1968 году, согласно пункту 114 «Федеральных стандартов по безопасности автомобилей» требуется блокировка поворота руля, чтобы затруднить кражу автомобиля; в большинстве автомобилей блокировка происходит после извлечения ключа из замка зажигания.
На новых автомобилях в руль часто встраивают дистанционные аудиорегуляторы.
Содержание
История
Первыми автомобилями управляли с помощью рукоятки, однако в 1894 году Альфред Вашерон принял участие в гонке Париж — Руан с моделью Panhard мощностью 4 л. с., которая была оснащена рулевым колесом. Это, как полагают, одно из самых ранних использований такого принципа управления.
С 1898 года автомобили компании Panhard et Levassor оснащались рулевым колесом уже как стандарт. Чарльз Стюарт Роллс представил первый в Британии автомобиль, оснащённый рулевым колесом, когда в 1898 году он импортировал из Франции Panhard мощностью 6 л. с.. Артур Константин Кребс заменил рукоятку наклонённым рулевым колесом для машины Panhard, которую он спроектировал для гонки Париж — Амстердам, проходившую с 7 по 13 июля 1898 года. В 1899 году компания Packard использовала руль на второй построенной ей машине. В течение десятилетия рулевое колесо полностью вытеснило рукоятку.
Легковые автомобили
Руль для легковых автомобилей как правило круглый и установлен на рулевую колонку во втулку, присоединенную к внешнему кольцу рулевого колеса одной или несколькими спицами (с одной спицей — довольно редкое исключение). Другие классы автомобилей могут использовать форму бабочки или еще какую-нибудь. В странах с левосторонним движением руль обычно находится на правой стороне автомобиля (праворульная компоновка); в странах с правосторонним движением наоборот (леворульная компоновка).
Помимо функции управления, на руле обычно располагается кнопка подачи звукового сигнала. В дополнении к этому, многие современные автомобили могут иметь и другие манипуляторы, встроенные в рулевое колесо, такие как круиз-контроль и кнопки аудио-системы. Это для того, чтобы свести к минимуму расстояние на которое должен дотянуться водитель.
В 1968 году в нормы Соединённых штатов («Федеральные стандарты по безопасности автомобилей», Стандарт № 204) была внесена поправка о приемлемом смещении рулевого колеса в заднюю сторону автомобиля в случае аварии. Для реализации этого стандарта потребовались складывающиеся (энергопоглощающие) рулевые колонки.
Усилитель руля позволяет водителю легче управлять автомобилем. В основе современного усилителя почти всегда лежит гидравлическая система, хотя электрические системы неуклонно заменяют эту технологию. Изобретены и механические системы усиления (например Студебеккер, 1952 год), однако их большие сложность и вес перекрывают все преимущества.
Ни один из способов управления легковым автомобилем, получаемых в ходе различных испытаний, не был так успешно введён в действие как рулевое колесо.
Другие разработки
В некоторых спорткарах, например, в McLaren F1, и в большинстве одно посадочных гоночных автомобилях, рулевое колесо расположено в центре салона.
Так как водитель может находится за рулем многие часы, то руль разрабатывается с учетом эргономики. Однако более важной является задача эффективной передачи крутящего момента водителем на руль, это особенно важно там, где нету усилителя руля или в тех редких случаях, когда теряется над ним контроль. Обычно руль изготавливают из стали или алюминия с пластиковой или прорезиненными местами хвата, прессованными над или вокруг них. Некоторые водители заказывают виниловые или тканевые покрытия для руля для увеличения хватки или комфорта или просто для улучшения внешнего вида. Еще одним приспособлением, служащим для облегчения руления, является дополнительная рукоятка.
Аналогичное устройство в воздушных судах называется ручкой управления. Водные суда, управляемые штурвалом, наверное, вдохновили концепцию рулевого колеса.
Рулевое колесо «Банджо»
Руль «Банджо» был дополнением к стандартной комплектации на многих ранних автомобилях. Проволочные спицы играли роль буфера или амортизатора между руками водителя и дрожью на дороге. В большинстве случаев было 3 или 4 спицы, сделанные каждая из четырёх или пяти проволок. Отсюда и названия как у музыкального инструмента: «Банджо».
Отклоняемый руль
Разработанный Эдвардом Джеймс Лобделл, отклоняемый руль с семью позициями был сделан доступным в 1963 году в нескольких продуктах General Motors. Первоначально как роскошная автомобильная опция, функция отклонения помогает настроить рулевое колесо путём смещением вверх и вниз по дуге. Отклоняемый руль основан на храповом механизме, расположенном на рулевой колонке прямо под рулевым колесом. Сняв храповую защёлку можно настроить руль, направляя его вверх или вниз, в то время как рулевая колонка остаётся неподвижной. В некоторых конструкциях ось наклона размещается немного спереди вдоль колонки, задавая большой вертикальный ход рулевого колеса с маленьким фактическим отклонением, в то время как в других конструкциях ось почти внутри рулевого колеса, позволяя регулировать угол рулевого колеса почти не изменяя его высоту.
Телескопическое рулевое колесо
Разработанное в General Motors, телескопическое рулевое колесо может настраиваться бесконечным числом положений в трех дюймовом диапазоне. Данная разработка была представлена как эксклюзивная опция к автомобилям Cadillac в 1965 году.
Регулируемая рулевая колонка
В ответ на это появились регулируемые рулевые колонки, которые позволяли регулировать высоту в небольшом диапазоне, но, что более важно, позволяли настраивать наклон руля. Большинство из этих систем работали с компрессионными замками или электрическими моторами, вместо храпового механизма. Последний позволяет запоминать настройки и использовать их, когда в машину садится водитель или отодвигать руль, когда требуется войти или выйти.
Отводное рулевое колесо
Появилось в 1961 году в Ford Thunderbird и на всем протяжении 1960х было доступно на остальных моделях Ford. Отводное рулевое колесо позволяло в режиме парковки отодвигать его на 9 дюймов вправо, что было очень удобным для входа и выхода водителя из машины.
Использование
Рулевое колесо необходимо использовать направляющими вращающими движениями рук и быстрым вращением с помощью запястий. Чтобы гарантировать безопасность своим конечностям необходимо быть внимательным и осмотрительным. Постоянно используемые движения должны выполняться с осторожностью. Запомни правило: «Надлежащее положение рук чрезвычайно важно. Как правило запястье не должно быть согнуто, а должно оставаться прямым, чтобы избежать перенапряжения сухожилий и сдавливания нервов и кровеносных сосудов.»
Поворот рулевого колеса в неподвижном автомобиле называют сухим рулением. Настоятельно рекомендуется избегать сухого руления, так как оно накладывает нагрузку на рулевой механизм и вызывает сильный износ покрышек.
Кнопки и приборы на рулевом колесе
Первой кнопкой, добавленной на рулевое колесо, был переключатель звукового сигнала. Традиционно располагавшийся на ступице рулевого колеса или на центральной пластине, переключатель был иногда расположен на рукояти или активизировался через декоративное кольцо, устраняющее потребность тянуться рукой далеко от обода руля. Дальнейшая разработка — руль «Rim Blow» (Удар по ободу), который имел переключатель звукового сигнала внутри своего обода.
Когда были введены системы контроля скорости в 1960х годах, некоторые изготовители автомобилей располагали управляющий рычаг коробки передач на руле. В 1990х годах распространение новых кнопок начало проявляться и на автомобильных рулях. Удаленной или альтернативной регулировкой для аудио-системы, телефоном и звуковым управлением, акустическим повторением последнего указания навигационной системы, информационно-развлекательной системы и бортовым компьютером можно комфортно и безопасно управлять используя кнопки на руле. Это гарантирует высокий стандарт дополнительной безопасности, так как водитель может таким образом управлять многими системами даже не отнимая рук от руля и не отводя глаз от дороги.
Колеса прокрутки могут быть использованы для изменения громкости звука или выбора пункта меню.
Рулевой аудио контроль может использовать универсальные интерфейсы и адаптеры.
У кнопок могут быть настроены вручную протяженность и высота.
Игровые имитации
Игровые контроллеры, доступные для игровых автоматов, персональных компьютеров и игровых приставок разрабатываются как копии настоящих рулей и используются для игры в гоночные симуляторы. Наиболее дешевые из них выглядят просто как большое рулевое колесо, но большинство из представленных на сегодняшний день имеют обратную связь для имитации тактильных ощущений от руля настоящей машины. Эта функция позволять получить ощущения езды настоящей машины.
Чехол на руль
Чехол на руль имеет как эстетическое назначение, так и функциональное.
Чехол очень плотно охватывает руль и потому не проскальзывает. Для его крепления не требуется защелок, зажимов, липучек и т. д.
Изготавливается из искусственной кожи или синтетических тканей с приклеенным по всей внутренней окружности тонким прорезиненным рифленым слоем. Существует меховой чехол на руль. В основном такой чехол изготовляется из овчинной шерсти.
Интересен такой факт. В России, по ГОСТу, толщина рулевого колеса с надетым чехлом или оплеткой не должна превышать 40 мм. [2]
Подогрев руля
Тюнинг руля
Основные задачи, достигаемые при тюнинге руля, заключаются в улучшении показателей комфортности и внешнего вида путем подключения подогрева руля, изменения анатомии рулевого колеса и перетяжки руля [3] натуральной или искусственной кожей, а так же алькантарой. Все современные автомобили представительского класса оснащены кожаным рулем, обычно в темных тонах. Поэтому при [4] спросом пользуются вставки из цветной кожи.
Устройство и виды рулевого управления автомобиля
Рулевое управление – одна из основных систем автомобиля, которая представляет собой совокупность узлов и механизмов, предназначенных для синхронизации положения рулевого колеса (руля) и угла поворота управляемых колес (в большинстве моделей автомобилей это передние колеса). Основное назначение рулевого управления для любых транспортных средств – это обеспечение поворота и поддержание заданного водителем направления движения.
Устройство системы рулевого управления
Конструктивно система рулевого управления состоит из следующих элементов:
Стоит также отметить, что подвеска и рулевое управление автомобиля имеют тесную взаимосвязь. Жесткость и высота первой определяют степень отклика автомобиля на вращение рулевого колеса.
Виды рулевого управления
В зависимости от типа редуктора системы, рулевой механизм (система рулевого управления) может быть следующих видов:
В зависимости от вида усилителя, который предусматривает устройство рулевого управления, различают системы:
Рулевое управление современного автомобиля может быть дополнено следующими системами:
Требования к рулевому управлению автомобиля
Согласно стандарту, к рулевому управлению применяются следующие основные требования:
Существует еще один стандартный параметр, определяющий нормальное функционирование рулевого управления – это суммарный люфт. Данный параметр представляет собой величину угла поворота руля до начала поворота управляемых колес.
Значение допустимого суммарного люфта в рулевом управлении должно быть в пределах:
Особенности правостороннего и левостороннего руля
В современных автомобилях может быть предусмотрено правостороннее или левостороннее рулевое управление, что зависит от вида транспортного средства и законодательства отдельных стран. В зависимости от этого руль может располагаться справа (при левостороннем движении) или слева (при правостороннем).
В большинстве стран левостороннее рулевое управление (или правостороннее движение). Основное отличие механизмов не только в позиции руля, но и в рулевом редукторе, который адаптирован под различные стороны подключения. С другой стороны, переоборудование правостороннего руля на левостороннее рулевое управление все же возможно.
В некоторых видах спецтехники, например, в тракторах, предусматривается гидрообъемное рулевое управление, которое обеспечивает независимость положения руля от компоновки других элементов. В этой системе отсутствует механическая связь привода и рулевого колеса. Для выполнения поворота колес гидрообъемное рулевое управление предусматривает силовой цилиндр, которым управляет насос-дозатор.
Основные достоинства, которые имеет гидрообъемное рулевое управление для транспортных средств в сравнении с классическим рулевым механизмом с гидравлическим усилителем: необходимость приложения меньших усилий для выполнения поворота, отсутствие люфта, а также возможность произвольного расположения узлов системы.
Таким образом, ГОРУ может обеспечивать и правостороннее, и левостороннее рулевое управление. Это позволяет его устанавливать в транспортных средствах с особыми режимами эксплуатации (дорожно-строительные машины, уборщики).